基因芯片數(shù)據(jù)統(tǒng)合分析方法的若干拓展.pdf

1、鑒別不同生物學(xué)條件下的差異表達(dá)基因(DEG)是基因芯片的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性差是基因芯片研究中遇到的主要問(wèn)題之一。樣本容量(芯片重復(fù)數(shù)量)小是造成這種狀況的重要原因。將不同來(lái)源的芯片實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)合分析是解決這一難題的有效途徑。本研究在三方面對(duì)基因芯片數(shù)據(jù)統(tǒng)合分析的方法進(jìn)行了拓展：1)將目前非常流行的芯片分析軟件SAM應(yīng)用于統(tǒng)合分析；2)對(duì)相反生理過(guò)程的芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)合分析；3)對(duì)多個(gè)相關(guān)生理過(guò)程的無(wú)重復(fù)芯片實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)

2、行統(tǒng)合分析。用實(shí)際的芯片實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)這些拓展的可行性進(jìn)行了檢驗(yàn)。主要結(jié)果如下：
　　 1.第一項(xiàng)研究的實(shí)例包含4個(gè)不同來(lái)源的擬南芥冷脅迫試驗(yàn)(4℃處理24小時(shí))的芯片數(shù)據(jù)。對(duì)4個(gè)試驗(yàn)單獨(dú)分析的結(jié)果表明，各個(gè)試驗(yàn)中檢測(cè)到的DEG數(shù)量和列表差異很大。在總共大約13000個(gè)被檢基因中，能夠同時(shí)被4個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)到的上、下調(diào)基因分別只有317和132個(gè)。而利用SAM軟件進(jìn)行統(tǒng)合分析則分別檢測(cè)到3134個(gè)上調(diào)基因和2983個(gè)下調(diào)基因。大多數(shù)(>

3、80％)同時(shí)在2個(gè)以上試驗(yàn)中檢測(cè)到的差異表達(dá)基因都能夠被統(tǒng)合分析檢測(cè)到。GO分析和啟動(dòng)子區(qū)調(diào)控元件分析證明，統(tǒng)合分析檢測(cè)到的基因是與冷害脅迫相關(guān)的。這些結(jié)果表明，SAM應(yīng)用于統(tǒng)合分析是可行的。
　　 2.第二項(xiàng)研究的實(shí)例包含一套干旱脅迫和一套復(fù)水處理的擬南芥芯片數(shù)據(jù)，其中干旱和復(fù)水試驗(yàn)分別有4張和2張芯片，含24132個(gè)基因。同時(shí)用SAM和一個(gè)統(tǒng)合分析專門(mén)軟件RankProd進(jìn)行分析，二者對(duì)干旱試驗(yàn)數(shù)據(jù)的單獨(dú)分析分別檢測(cè)到186

4、0和1188個(gè)DEG?？紤]到干旱和復(fù)水是兩個(gè)相反的生理過(guò)程，故將復(fù)水?dāng)?shù)據(jù)乘以(-1)，與干旱數(shù)據(jù)合并進(jìn)行統(tǒng)合分析，兩個(gè)軟件分別檢測(cè)到2306和1978個(gè)DEG。比較發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)從干旱數(shù)據(jù)單獨(dú)分析檢測(cè)到的DEG都能被統(tǒng)合分析檢測(cè)到。GO分析和啟動(dòng)子區(qū)調(diào)控元件分析表明，統(tǒng)合分析得到的DEG確實(shí)與干旱脅迫有關(guān)。這些結(jié)果說(shuō)明，將兩個(gè)相反生理過(guò)程的芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)合分析是可行的，能夠比獨(dú)立分析檢測(cè)到更多、更可靠的DEG。SAM具有比RankPro

5、d更高的統(tǒng)計(jì)功效。
　　 3.第三項(xiàng)研究的實(shí)例包含6個(gè)不同的稻瘟菌附著胞誘發(fā)試驗(yàn)的芯片數(shù)據(jù)(包含10120個(gè)基因)。由于每個(gè)試驗(yàn)都只有1張芯片，因此都無(wú)法單獨(dú)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，只能以2倍變化為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷DEG。比較結(jié)果表明，同時(shí)被6個(gè)試驗(yàn)單獨(dú)分析檢測(cè)到的差異表達(dá)基因只有67個(gè)。用SAM軟件對(duì)6個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)合分析，結(jié)果分別檢測(cè)到485個(gè)上調(diào)基因和457個(gè)下調(diào)基因。GO分析表明，這些DEG是與附著胞發(fā)育有關(guān)的，與其他學(xué)者的研究結(jié)果